膨脹節(jié)的設(shè)計和選用

　　要做好膨脹節(jié)的設(shè)計和選用，首先要對構(gòu)成膨脹節(jié)的柔性件波紋管的特性有所了解。因為波紋管的性能也就表征了膨脹節(jié)的性能。這些性能包括剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性和疲勞壽命。

　　強(qiáng)度

　?。?）應(yīng)力狀態(tài)

　　現(xiàn)以某換熱器筒上波紋管應(yīng)力的電測值為例說明波紋管在受壓力和伸縮位移作用時產(chǎn)生的應(yīng)力。

　　一般，換熱器筒體上波紋管的應(yīng)力為：由內(nèi)壓作用引起的應(yīng)力和由筒體與管子的溫度差是筒體軸向產(chǎn)生伸縮位移而引起的應(yīng)力。這兩種應(yīng)力可分為經(jīng)向應(yīng)力和周向應(yīng)力。由于周向應(yīng)力明顯小于經(jīng)向應(yīng)力，因此因此一下僅對經(jīng)向應(yīng)力進(jìn)行探討。

　?。?）內(nèi)壓引起的應(yīng)力

　　未對波紋管上應(yīng)力的工程計算有一直觀的了解，現(xiàn)試用材料力學(xué)的方法進(jìn)行如下分析。

　?。?）位移引起的應(yīng)力

　　在U形波紋管端部，由軸向位移e引起的薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，用梁模型求得，此應(yīng)力一般數(shù)值較小，對波殼強(qiáng)度不起主要影響，只有計算組合應(yīng)力時才予考慮；

　　外壓式膨脹節(jié)用波紋管，強(qiáng)度校核方法與內(nèi)壓不同。

　　波紋管在承受內(nèi)壓時，其徑向是平衡的，而軸向是不平衡的。因此，波紋管像一根不穩(wěn)定的圓柱，內(nèi)壓可以使波紋管生產(chǎn)柱狀荷載，甚至在波紋管未達(dá)到強(qiáng)度失效就會因翹曲失穩(wěn)而失效，因此波紋管的承受能力應(yīng)綜合權(quán)衡波紋管的強(qiáng)度和穩(wěn)定性問題。這與受壓的光滑圓管僅考慮強(qiáng)度問題是不大相同的。

　　為提高波紋管的承受能力，防止內(nèi)壓造成波紋管的橫向變形，可采用加強(qiáng)環(huán)或多層波紋管的辦法，承受高壓的波紋管用機(jī)械制動方法限定行程，以保證波紋管的伸長和壓縮控制在正常范圍。